JP2016151174A - 液圧駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン負荷が増大した際にエンジンの回転数が過度に落ち込むことを抑制し、且つ信頼性の高い液圧駆動システムを提供する。
【解決手段】 油圧駆動システム１は、エンジンＥと、可変容量型の油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒと、傾転角調整装置２０と、回転数センサ２２と、制御装置３０とを有している。制御装置３０は、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクが目標指令トルクとなるように油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの吐出容量を変更すべく傾転角調整装置２０の動きを制御するようになっている。また、制御装置３０は、ポンプトルクを目標指令トルクまで上昇させる際に回転数センサ２２で検出されたエンジンＥの実回転数が制御開始回転数未満になると、ポンプトルクを目標指令トルクより小さい待機トルクから目標指令トルクまで予め定められた上限変化率以下の変化率で上昇させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、エンジンによって駆動されて圧液を吐出する可変容量型の液圧ポンプの吐出容量を制御することができる液圧駆動システムに関する。

建設機械等では、エンジンによって回転駆動される油圧ポンプを備えており、操作レバー等の操作具が操作されると油圧ポンプから圧油が吐出される。吐出される圧油は、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータに導かれ、油圧アクチュエータを作動させる。油圧アクチュエータが作動することでアームやブーム等が動くようになっている。油圧ポンプからの圧油で油圧アクチュエータを作動させると、エンジンにかかる負荷が増大し、エンジンの回転数が低下する。このようなエンジン回転数の低下を抑制するための装置として、例えば特許文献１及び２の装置が知られている。

特許文献１の吐出量制御装置では、設定基準回転数が設定されており、エンジンの実回転数がこの設定基準回転数を下回るとこの設定基準回転数とエンジンの実回転数との回転数偏差に応じてポンプ吸収トルク（即ち、吐出流量）を下げてエンジンの負荷を低減するようになっている。

また、特許文献２のエンジン制御装置は、油圧アクチュエータに流れる作動油の流量を制御するコントロールバルブを有しており、リモコン弁からのパイロット油がパイロット油路を介してコントロールバルブに入力されるようになっている。パイロット油路には、圧力スイッチが設けられており、この圧力スイッチによって油圧アクチュエータの操作が検出されるようになっている。油圧アクチュエータの操作が検出されると、メインポンプのトルクを低トルクから所定の高トルクまで上昇させるようになっている。

特公平６−５８１１１号公報 特許第３６８８９６９号明細書

特許文献１の吐出量制御装置では、設定基準回転数とエンジンの実回転数との回転数偏差に応じてポンプ吸収トルク（即ち、吐出流量）を下げるようになっているため、設定基準回転数を低く設定する必要がある。そうすると、実回転数の落ち込みの速度が大きくなってからポンプ吸収トルクを下げることになるので、実回転数の落ち込みが大きくなる。このような問題を解決すべく、特許文献２のエンジン制御装置では、油圧アクチュエータの操作開始と共にメインポンプのトルクを低トルクから所定の高トルクまで上昇させるようになっている。

しかし、特許文献２のエンジン制御装置では、油圧アクチュエータの操作開始を圧力スイッチによって検出している。それ故、部品点数が増加し、システム構成の費用が増加する。また、圧力スイッチは有接点の構成であるので、動作回数が有限であり、信頼性が低くなる。

そこで本発明は、エンジン負荷が増大した際にエンジンの回転数が過度に落ち込むことを抑制し、且つ信頼性の高い液圧駆動システムを提供することを目的としている。

本発明の液圧駆動システムは、予め設定される設定回転数で回転駆動するように回転数制御機器によって動きが制御されているエンジンと、前記エンジンによって回転駆動されて圧液を吐出する可変容量型の液圧ポンプと、前記液圧ポンプの吐出容量を変更して前記液圧ポンプのポンプトルクを調整する可変容量機構と前記エンジンの負荷を検出するための負荷センサと、前記液圧ポンプのポンプトルクが予め設定される目標指令トルクとなるように前記液圧ポンプの吐出容量を変更すべく前記可変容量機構の動きを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記負荷センサで検出される検出結果に基づいて前記エンジンの負荷が制御開始閾値以上であるか否かを判定し、前記エンジンの負荷が予め定められた制御開始閾値以上になると前記可変容量機構の動きを制御することによって前記目標指令トルクより小さい待機トルクから前記目標指令トルクまで予め定められた上限変化率以下の変化率で前記液圧ポンプのポンプトルクを上昇させるようになっているものである。

本発明に従えば、液圧ポンプのポンプトルクを徐々に上昇させることができるので、液圧ポンプを動かすエンジンの負荷が急激に増大することを防ぐことができる。これにより、エンジンの実回転数が過度に落ち込むことを抑制することができる。また、制御装置がエンジンの負荷に基づいて可変容量機構の動きを制御するようになっているので、機械的な可動機構をもつ圧力センサ、例えば圧力スイッチのように動作回数に制限を有する構成を低減することができるので、油圧駆動システムの信頼性の向上させることができる。

上記発明において、前記液圧ポンプは、その傾転角を調整することによって吐出容量を変更するようになっており、前記可変容量機構は、前記液圧ポンプの前記傾転角を切替えるサーボ機構と、入力されるパワーシフト指令に基づいて前記サーボ機構を調整する制御バルブとを有し、前記制御装置は、目標電流演算部と、待機電流演算部と、電流指令値選択部と、制御実行判定部と、変化率制限部とを有し、前記目標電流演算部は、前記液圧ポンプのポンプトルクを前記目標指令トルクにするために前記制御バルブに入力すべき電流指令値である目標電流を演算し、前記待機電流演算部は、前記液圧ポンプのポンプトルクを前記待機トルクにするために前記制御バルブに入力すべき前記電流指令値である待機電流を演算し、前記電流指令値選択部は、前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値未満であると前記制御実行判定部が判定すると記待機電流設定部で演算される待機電流を前記電流指令値として選択し、また前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値以上であると前記制御実行判定部が判定すると前記目標電流演算部で演算される目標電流を前記電流指令値として選択し、前記変化率制限部は、前記電流指令を前記上限変化率以下の変化率に制限したパワーシフト指令値を演算し、前記パワーシフト指令値に応じた前記パワーシフト指令を制御バルブに出力するようになっていてもよい。

上記構成に従えば、エンジンの負荷が制御開始閾値未満で待機電流に応じたパワーシフト指令が制御バルブに出力され、液圧ポンプのポンプトルクを待機トルクにすることができる。また、エンジンの負荷が制御開始閾値以上になると液圧ポンプのポンプトルクを目標指令トルクにすべく、電流指令値が待機電流から目標電流へと切替えられる。電流指令値を切替えて待機電流から目標電流まで上昇させる際、変化率制限部によってパワーシフト指令値の変化率が上限変化率以下に制限されるので、パワーシフト指令値を徐々に上昇させることができる。これにより、液圧ポンプのポンプトルクを徐々に上昇させることができ、その結果液圧ポンプを動かすエンジンの負荷が急激に増大することを防ぐことができる。

上記発明において、前記制御装置は、前記待機トルクから前記目標指令トルクまで前記液圧ポンプのポンプトルクを上昇させる際に予め定められた変更条件を充足すると、前記上限変化率を変更できるようになっていてもよい。

上記構成に従えば、エンジンや液圧ポンプの特性に応じてポンプトルクの変化率の上限変化率を変更することができる。例えば、エンジンの応答速度が遅い低トルク状態において上限変化率を小さくし、ポンプトルクが高くなるにつれて上限変化率を大きくすることができる。これにより、エンジンの実回転数の過度な低下を抑えつつ、ポンプトルクを目標指令トルクにするために必要な時間を短くすることができる。

上記発明において、前記制御装置は、前記負荷センサで検出される検出結果に応じたトルク上限値を設定し、前記待機トルクと前記目標指令トルクとの間で前記液圧ポンプのポンプトルクを変化させる際に前記液圧ポンプのポンプトルクを前記トルク上限値以下に制限するようになっていてもよい。

上記構成に従えば、エンジンの負荷に応じたトルク上限値を設定することができ、例えばエンジンの負荷が低下するにつれてトルク上限値を低下させることができる。これにより、エンジンの負荷の低下に応じてポンプトルクを低下させることができ、また、エンジンの負荷に応じてトルク上限値が変化するので、エンジンの負荷が低下している最中にエンジンの負荷が急激に大きくなっても、ポンプトルクがトルク上限値以下に制限されるのでポンプトルクを低いトルクから目標指令トルクへと徐々に上昇させることができる。これにより、エンジンの負荷が低下している間にエンジンの負荷が再度増加してもエンジンの実回転数の過度な落ち込むことを抑制することができる。

上記発明において、前記負荷センサは、前記エンジンの実回転数を検出するための回転数センサを含み、前記制御実行判定部は、前記回転数センサで検出された前記実回転数に基づいて前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値以上であるか否かを判定することが好ましい。

回転数センサによってエンジンの負荷の変動をエンジンの実回転数の変動により間接的に検出することができる。上記構成に従えば、検出された実回転数に基づいてポンプトルクを制御することができ、エンジンに取付けられている回転数センサによってポンプトルクの制御を実現することができる。

上記発明において、前記制御装置は、前記回転数センサで検出された前記実回転数が前記制御開始閾値に対応する制御開始回転数より小さい基準回転数未満に前記実回転数がなると、前記実回転数と前記設定回転数との回転数差に基づいて前記液圧ポンプのポンプトルクを減少させるようになっていてもよい。

上記構成に従えば、エンジンの実回転数が制御開始閾値より大きく下回って基準回転数未満になると、回転数差に基づいてポンプトルクを減少させることができる。ポンプトルクの上限変化率を制限すると共に回転数差に基づいてポンプトルクを減少させることで、エンジンの実回転数の過度な落ち込みを防ぐことができる。

上記発明において、前記負荷センサは、前記液圧ポンプの吐出圧であるポンプ圧を検出するためのポンプ圧センサを含み、前記制御実行判定部は、前記ポンプ圧センサで検出された前記ポンプ圧に基づいて前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値以上であるか否かを判定することが好ましい。

ポンプ圧センサによってエンジンの負荷の変動を液圧ポンプのポンプ圧の変動により間接的に検出することができる。上記構成に従えば、検出されたポンプ圧に基づいてポンプトルクを制御することができ、エンジンの負荷変動が早く表れるポンプ圧に基づいてポンプトルクを制御することができる。これにより、エンジンの負荷変動に対する応答性を向上させることができ、よりエンジンへの急激な負荷増大を抑制することができことで過渡の過大な燃料噴射を抑制できる。

上記発明において、前記負荷センサは、前記エンジンの実回転数を検出するための回転数センサを含み前記制御装置は、前記回転数センサで検出された前記実回転数が基準回転数未満になると、前記実回転数と前記設定回転数との回転数差に基づいて前記液圧ポンプのポンプトルクを減少させるようになっており、前記基準回転数は、前記制御開始閾値より前記エンジンの負荷が大きい状態における前記エンジンの回転数に設定されていることが好ましい。

上記構成に従えば、エンジンの実回転数が制御開始閾値より大きく下回って基準回転数未満になると、回転数差に基づいてポンプトルクを減少させることができる。ポンプトルクの上限変化率を制限すると共に回転数差に基づいてポンプトルクを減少させることで、エンジンの実回転数の過度な落ち込みを防ぐことができる。

本発明によれば、エンジン負荷が増大した際にエンジンの回転数が過度に落ち込むことを抑制し、且つ信頼性の高くすることができる。

本件発明の第１乃至第４実施形態に係る油圧駆動システムを示すブロック図である。 油圧駆動システムの傾転角調整装置の構成の概略を示す回路図である。 第１及び第２実施形態の油圧駆動システムに備わる制御装置が有する機能をブロックにして示した機能ブロック図である。 図３の制御装置が油圧ポンプのトルクを上昇させる際の手順を示すフローチャートである。 第１実施形態の油圧駆動システムを作動させたときの各種値の経時変化を示すグラフである。 第１実施形態の油圧駆動システムを作動させたときの各種値とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 第２実施形態の制御装置が油圧ポンプのトルクを上昇させる際の手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の油圧駆動システムを作動させたときの各種値の経時変化を示すグラフである。 第３実施形態の油圧駆動システムに備わる制御装置が有する機能をブロックにして示した機能ブロック図である。 第３実施形態の制御装置が油圧ポンプのトルクを上昇させる際の手順を示すフローチャートである。 第３実施形態の油圧駆動システムを作動させたときの各種値とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 第４実施形態の油圧駆動システムに備わる制御装置が有する機能をブロックにして示した機能ブロック図である。 第４実施形態の制御装置が油圧ポンプのトルクを上昇させる際の手順を示すフローチャートである。 第４実施形態の油圧駆動システムにおける、ポンプトルクとポンプ圧との関係を示すグラフである。 第４実施形態の油圧駆動システムにおける、ポンプトルクとエンジン回転数との関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る第１乃至第４実施形態の油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃについて図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する油圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

［第１実施形態］
建設機械は、バケット、ローダ、ブレード、巻上機等の種々のアタッチメントを備え、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータによって動かすようになっている。例えば、建設機械の１種である油圧ショベルは、バケット、アーム及びブームを備えており、これら３つの部材を動かしながら掘削等の作業を行うことができるようになっている。バケット、アーム、及びブームの各々には油圧シリンダ１１〜１３が設けられており、各シリンダ１１〜１３に圧油を供給することでバケット、アーム、及びブームが動くようになっている。

また、油圧ショベルは、走行装置を有しており、更に走行装置の上には、旋回体が旋回可能に取り付けられている。旋回体には、ブームが上下方向に揺動可能に取り付けられている。旋回体には、油圧式の旋回用モータ１４が取り付けられており、旋回用モータ１４に圧油を供給することで旋回体が旋回するようになっている。また、走行装置には、油圧式の走行用モータ１５（左走行用モータ１５Ｌ及び右走行用モータ１５Ｒ）が取り付けられており、走行用モータ１５に圧油を供給することで前進又は後退するようになっている。

また、油圧ショベルには、後述する操作弁１９が油圧アクチュエータ１１〜１５の各々に対応付けて設けられている。なお、図１には、１つの操作弁１９だけを示している。油圧アクチュエータ１１〜１５（即ち、油圧シリンダ１１〜１３及び油圧モータ１４，１５）には、油圧供給装置１６が接続されており、複数の操作弁１９の操作具の何れかが操作されるとこの操作弁１９と対応付けられた油圧アクチュエータ１１〜１５に油圧供給装置１６から圧油が供給されて、対応付けられた油圧アクチュエータ１１〜１５が作動するようになっている。

更に詳細に説明すると、油圧供給装置１６は、２つの油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒと、油圧制御弁１８と、複数の操作弁１９と、２つの傾転角調整装置２０とを有している。２つの油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒは、１つの回転軸１７ａを共有しており、回転軸１７ａを回転させることで圧油を吐出するようになっている。油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒから吐出された圧油は、油圧制御弁１８に導かれるようになっている。油圧制御弁１８には、複数の操作弁１９が繋がっている。操作弁１９は、図示しない操作具（操作レバー等）を有しており、複数の操作弁１９の操作レバーの何れかが操作されると、操作された操作具に対応する油圧アクチュエータ１１〜１５に圧油を流すように圧油の流れを制御するようになっている。

各操作弁１９は、操作具が操作されると操作具の操作量（例えば、傾倒量）に応じた圧力のパイロット油を、操作具の操作方向（例えば、傾倒方向）に応じた方向に出力するようになっている。出力されたパイロット油は、油圧制御弁１８に導かれ、油圧制御弁１８は、出力されるパイロット油に応じて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒから吐出される圧油の流れを制御する。即ち、油圧制御弁１８は、操作される操作具に対応する油圧アクチュエータ１１〜１５に圧油を流してそれらを作動させるようになっている。また、油圧制御弁１８は、操作具から出力されるパイロット圧に応じた流量の圧油を対応する油圧アクチュエータ１１〜１５に供給し、操作具の操作量に応じた速度で油圧アクチュエータ１１〜１５を動かすようになっている。このようにして操作具の操作量に応じた速度でバケット、アーム、及びブーム等を動かすことができるようになっている。

このように構成されている油圧供給装置１６では、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒとして可変容量型のポンプ、本実施形態では可変容量型の斜板ポンプが採用されている。なお、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒは、同一の構成を有しているので、一方の油圧ポンプ１７Ｌの構成についてだけ説明し、他方の油圧ポンプ１７Ｒの構成の説明は省略する。

油圧ポンプ１７Ｌは、斜板１７ｂを有しており、傾転角を変えることで吐出容量を変えられるようになっており、油圧ポンプ１７Ｌには斜板１７ｂの傾転角を変えるべく傾転角調整装置２０が設けられている。傾転角調整装置２０は、パワーシフトバルブ２０ａとサーボ機構２０ｂとを有している。パワーシフトバルブ２０ａは、例えば電磁比例弁であり、図示しないパイロットポンプに接続されている。パワーシフトバルブ２０ａは、後述する制御装置３０から出力されるパワーシフト指令（傾転角指令）に応じたパワーシフト圧ｐ_１を出力するようになっている。パワーシフトバルブ２０ａは、サーボ機構２０ｂに接続されており、出力された駆動油は、サーボ機構２０ｂに導かれるようになっている。

サーボ機構２０ｂは、図示しないサーボピストンを有している。サーボピストンには、斜板１７ｂが連結されており、サーボピストンが移動することで斜板１７ｂの傾転角を変えることができるようになっている。サーボピストンは、パワーシフト圧ｐ_１に応じて移動するようになっている。即ち、斜板１７ｂの傾転角は、パワーシフト圧ｐ_１に応じた角度に調整されるようになっている。本実施形態では、サーボ機構２０ｂは、パワーシフト圧ｐ_１が大きくなると斜板１７ｂの傾転角を小さくし、パワーシフト圧ｐ_１が小さくなると斜板１７ｂの傾転角を大きくするようになっている。このように傾転角調整装置２０は、傾転角を調整して油圧ポンプ１７Ｌの吐出容量を変更することによって、油圧ポンプ１７Ｌのポンプトルクを調整するようになっている。

本実施形態では、油圧供給装置１６がネガティブコントロール方式の油圧システムを構成しており、傾転角調整装置２０にネガコン圧が出力されるようになっている。なお、油圧供給装置１６は、ポジティブコントロール方式の油圧システムで構成されてもよい。サーボ機構２０ｂでは、このネガコン圧で決まる傾転角及びパワーシフト圧ｐ_１で決まる傾転角のうち何れか傾転角が小さい方に応じた角度に斜板１７ｂの傾転角を調整するようになっている。このような構成では、パワーシフト圧ｐ_１によって油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの最大吐出容量（即ち、最大ポンプトルク）を制限できるようになっている。このように構成されている油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの回転軸１７ａには、エンジンＥが設けられている。

エンジンＥは、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの回転軸１７ａを回転駆動するようになっている。本実施形態において、エンジンＥとしてディーゼルエンジンが採用されており、エンジンＥは、エンジン回転数制御機器２１を有している。エンジン回転数制御機器２１は、いわゆる機械式のガバナであって、速度調整レバーを調整するためのガバナモータを有している。エンジン回転数制御機器２１は、速度調整レバーの位置をガバナモータによって変えることでエンジンＥの回転数を制御するようになっている。エンジン回転数制御機器２１には、速度調整レバーの位置を調整するための設定回転数指令値がガバナモータに入力されるようになっている。また、エンジン回転数制御機器２１は、回転軸１７ａの回転速度を設定回転数指令値に調整するようにエンジンＥの燃料噴射量を調整するようになっている。なお、エンジンＥは、必ずしも機械式ガバナエンジンである必要はなく、電子式ガバナエンジンであってもよい。電子式ガバナエンジンの場合、エンジン回転数制御機器２１としてＥＣＵが用いられ、ＥＣＵによって燃料噴射装置の燃料噴射量が電子制御されて回転軸１７ａの回転速度が設定回転数指令値に調整されるようになっている。

また、回転軸１７ａには、回転数センサ２２が取り付けられており、回転数センサ２２は、エンジンＥの負荷を検出するための負荷センサであり、回転軸１７ａの回転数に応じた信号を出力するようになっている。回転数センサ２２は、制御装置３０に電気的に接続されている。制御装置３０は回転数センサ２２からの信号に基づいてエンジンＥの実際の回転数、即ち実回転数を演算するようになっている。更に、制御装置３０には、アクセルダイヤル２４及びパワーモード入力装置２５が電気的に接続されている。

アクセルダイヤル２４は、設定回転数のランク、即ちアクセルランクを設定するためのダイヤル式の回転数設定装置であり、パワーモード入力装置２５は、パワーモードを入力するための操作指示装置である。アクセルダイヤル２４及びパワーモード入力装置２５は、運転者が設定した指示値に応じた信号を制御装置３０に出力するようになっている。

制御装置３０は、設定回転数計算マップを有しており、設定回転数計算マップでは、設定回転数がアクセルダイヤル２４及びパワーモード入力装置２５から出力される信号に対応付けられている。ここで、設定回転数とは、待機時（アイドリング時）において目標として設定されるエンジンＥの回転数である。制御装置３０は、設定回転数計算マップを用いてアクセルダイヤル２４及びパワーモード入力装置２５から夫々出力される２つの信号に基づいて設定回転数を算出するようになっている。また、制御装置３０は、算出された設定回転数に応じた設定回転数指令をエンジン回転数制御機器２１に出力し、エンジンＥの回転数が設定回転数となるようにエンジン回転数制御機器２１によってエンジンＥの燃料噴射量を制御するようになっている。

このように構成されている制御装置３０は、傾転角調整装置２０のパワーシフトバルブ２０ａにパワーシフト指令を出力して、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの斜板１７ｂのポンプトルクを調整するようになっている。制御装置３０は、パワーシフト指令を出力すべく図３に示すような各種値を演算する機能部分を有しており、各種値を予め定められた間隔で演算するようになっている。以下では、各種値を演算する機能部分毎にブロックに分けて説明する。

制御装置３０は、目標電流演算部３１と、待機電流設定部３２と、制御実行判定部３３と、電流指令値選択部３４と、エンジンスピードセンシング制御部（略称：ＥＳＳ制御部）３６と、電流指令減算部３７と、変化率制限部３８とを有している。目標電流演算部３１は、目標電流を演算するようになっており、目標電流は、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクの目標指令トルクにするためにパワーシフトバルブ２０ａに出力すべき電流指令値である。目標指令トルクは、回転数センサ２２を用いて検出される実回転数及びパワーモードに応じて設定されるポンプトルクである。なお、ポンプトルクは、必ずしも実回転数及びパワーモードに応じて設定される必要はなく、アクセルランク及びパワーモードに応じて設定されてもよい。

本実施形態では、以下のように、実回転数及びパワーモードから直接目標電流が演算されるようになっている。即ち、目標電流演算部３１は、目標電流演算マップを有している。目標電流演算マップでは、目標電流が実回転数及びパワーモードに対応付けられている。目標電流演算部３１は、回転数センサ２２から出力される信号に基づいて実回転数を演算する。また、目標電流演算部３１は、パワーモード入力装置２５から出力される信号に基づいてパワーモードを決定する。更に、目標電流演算部３１は、目標電流演算マップを用いることによって、実回転数とパワーモードとに基づいて目標電流を演算するようになっている。このようにして、目標電流演算部３１は、目標指令トルクに対応する目標電流を演算するようになっている。

また、待機電流設定部３２は、待機電流を設定するようになっている。待機電流は、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを待機トルクにするためにパワーシフトバルブ２０ａに出力すべき電流指令値である。待機トルクは、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの傾転角を小傾転角にしたときの油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクであり、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの予め定められたトルクであり、例えば必要最小トルクである。

制御実行判定部３３は、制御開始回転数ｒ１を設定し、検出結果であるエンジンＥの実回転数が前記制御開始回転数ｒ１未満か否かを判定する。更に詳細に説明すると、制御実行判定部３３は、制御開始回転数ｒ１が設定回転数に対応付けられている制御開始回転数演算マップを有している。制御実行判定部３３は、制御開始回転数演算マップを用いることによって設定回転数に基づいて制御開始回転数ｒ１を演算して設定する。更に、制御実行判定部３３は、回転数センサ２２からの信号に基づいてエンジンＥの実回転数を演算し、この実回転数が制御開始回転数ｒ１未満か否かを判定する。判定対象となっているエンジンＥの実回転数は、エンジンＥの負荷が大きくなると低下し、エンジンＥの負荷が小さくなると上昇する。制御実行判定部３３は、エンジンＥの実回転数が制御開始回転数ｒ１未満であるか否か判定することによってエンジンＥの負荷が予め定められた制御開始閾値以上であるか否かを判定している。つまり、制御実行判定部３３は、エンジンＥの実回転数に基づいてエンジンＥの負荷が制御開始回転数ｒ１に対応する制御開始閾値以上であるか否かを判定している。

また、制御実行判定部３３は、制御終了回転数ｒ３を設定し、エンジンＥの実回転数が制御終了回転数ｒ３未満か否かを判定する。更に詳細に説明すると、制御実行判定部３３は、制御終了回転数ｒ３が設定回転数とに対応付けられている制御終了回転数演算マップを有している。制御実行判定部３３は、制御終了回転数演算マップを用いることによって設定回転数に基づいて制御終了回転数ｒ３を演算して設定する。設定後、制御実行判定部３３は、実回転数が制御終了回転数ｒ３未満か否かを判定する。エンジンＥの実回転数と負荷との間には、前述のような関係があるので、制御実行判定部３３は、エンジンＥの実回転数が制御終了回転数ｒ３未満か否かを判定することによってエンジンＥの負荷が制御終了閾値以上であるか否かを判定している。つまり、制御実行判定部３３は、エンジンＥの実回転数に基づいてエンジンＥの負荷が制御終了回転数ｒ３に対応する制御終了閾値以上であるか否かを判定している。

なお、本実施形態において、制御開始回転数ｒ１及び制御終了回転数ｒ３を夫々演算する各マップは、同一のマップを用いており、制御開始回転数ｒ１及び制御終了回転数ｒ３は同一の値に設定されている。しかし、各マップが異なっていてもよく、異なるマップによって制御開始回転数ｒ１及び制御終了回転数ｒ３にヒステリシス（制御開始回転数ｒ１＜制御終了回転数ｒ３）を持たせてもよい。制御実行判定部３３での判定結果は、目標電流及び待機電流と共に電流指令値選択部３４で用いられる。

電流指令値選択部３４は、制御実行判定部３３の判定結果に基づいて目標電流と待機電流のうち何れか一方の電流を第１電流指令値として選択するようになっている。具体的に説明すると、実回転数が制御開始回転数ｒ１以上又は制御終了回転数ｒ３以上であると制御実行判定部３３が判定した場合、電流指令値選択部３４は、待機電流を第１電流指令値として選択する。他方、実回転数が制御開始回転数ｒ１未満又は制御終了回転数ｒ３未満であると制御実行判定部３３が判定した場合、電流指令値選択部３４は、目標電流を第１電流指令値として選択する。また、第１電流指令値の設定に並行して、ＥＳＳ制御部３６が演算処理を行うようになっている。

ＥＳＳ制御部３６では、制御開始回転数ｒ１より小さい基準回転数ｒ２以下になると、エンジンＥの実回転数の更なる落ち込みを抑制すべく油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを更に制限するようになっている。即ち、ＥＳＳ制御部３６は、実回転数と基準回転数ｒ２との差である回転数差に基づいて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを減少させる低減電流指令値を演算するようになっている。更に詳細に説明すると、ＥＳＳ制御部３６は、実回転数が基準回転数ｒ２以下であるか否かを判定する。実回転数が基準回転数ｒ２以上である場合、ＥＳＳ制御部３６は、低減電流指令値をゼロとする。他方、実回転数が基準回転数ｒ２未満である場合、ＥＳＳ制御部３６は、回転数差を演算し、演算された回転数差からＰＩＤ制御の制御演算式を用いて低減電流指令値を演算する。なお、用いられる制御演算式は、ＰＩＤ制御の制御演算式に限定されず、ＰＩ制御の制御演算式であってもよい。演算された低減電流指令値は、設定された第１電流指令値と共に電流指令減算部３７で用いられる。

電流指令減算部３７は、電流指令値選択部３４で設定された第１電流指令値からＥＳＳ制御部３６で演算された低減電流指令値を減算するようになっている。従って、実回転数が基準回転数ｒ２以上である場合（即ち、ＥＳＳ制御が実施されない場合）、低減電流指令値がゼロであるので、減算した値である第２電流指令値が第１電流指令値となる。他方、実回転数が基準回転数ｒ２未満である場合（即ち、ＥＳＳ制御実施される場合）、第１電流指令値から低減電流指令値を減算した値が第２電流指令値として算出される。算出された第２電流指令値は、変化率制限部３８にて用いられる。

変化率制限部３８は、第２電流指令値に基づいて演算されるパワーシフト指令値の変化率が予め定められた上限変化率を超えないように制限するようになっている。更に詳細に説明すると、変化率制限部３８は、直前に演算したパワーシフト指令値を保持するようになっており、電流指令減算部３７で算出された第２電流指令値を保持しているパワーシフト指令値で除算してパワーシフト指令値に対する変化率を演算するようになっている。演算された変化率が上限変化率以上である場合、変化率制限部３８は、保持しているパワーシフト指令値に変化率の上限変化率を乗じた値を新たなパワーシフト指令値として算出して保持するようになっている。他方、演算された変化率が上限変化率未満である場合、変化率制限部３８は、第２電流指令値をそのまま新たなパワーシフト指令値として算出して保持するようになっている。このようにして、変化率制限部３８は、パワーシフト指令値（即ち、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルク）が上限変化率を越えないように制限している。

また、変化率制限部３８は、算出されたパワーシフト指令値に応じたパワーシフト指令をパワーシフトバルブ２０ａに出力する。パワーシフトバルブ２０ａは、パワーシフト指令（傾転角指令）に応じたパワーシフト圧ｐ_１を出力する。出力されるパワーシフト圧ｐ_１が操作具からのパイロット油の油圧より大きい場合、サーボ機構２０ｂは、斜板１７ｂの傾転角がパワーシフト圧ｐ_１に応じた角度に調整される。

このように変化率制限部３８は、パワーシフト指令値の変化率が上限変化率を超えないようにパワーシフト指令値を制限するようになっている。変化率制限部３８は、第１電流指令値が待機電流から目標電流に切替えられた際にパワーシフト指令値の変化率を上限変化率以下に制限しながらパワーシフト指令値を目標電流まで上昇させるようになっている。このようにして制御装置３０は、傾転角調整装置２０の動きを制御して油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの吐出容量を変更し、上限変化率以下の変化率で油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを待機トルクから目標指令トルクまで上昇させることができるようになっている。

このような構成を有する油圧駆動システム１は、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの負荷が大きくなってエンジンＥの回転数が低下すると、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを抑制すべく斜板１７ｂの傾転角を調整するようになっている。以下では、操作具の何れかが操作されて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの負荷が増大した際の制御装置３０のエンジン負荷抑制制御の処理（即ち、エンジン負荷制御処理）について、図４乃至６を参照しながら説明する。なお、図５には、上から順にエンジンＥの回転数、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルク、及びパワーシフト指令値の経時変化を示すグラフが示されており、縦軸が各種値、横軸が時間を示している。また、図６には、上から順にエンジンＥの出力トルク、及びパワーシフト指令値のエンジンＥの回転数に対する変化を示すグラフが示されている。縦軸が各種値、横軸がエンジン回転数を示している。油圧駆動システム１では、エンジンＥが駆動されると制御装置３０がエンジン負荷抑制処理を開始し、ステップＳ１に移行する。

ステップＳ１である待機電流出力工程では、待機電流設定部３２で設定された待機電流を第１電流指令値として選択する。待機電流である第１電流指令値は、変化率制限部３８で制限されることなくパワーシフト指令値として算出される。なお、これにより、待機電流に応じたパワーシフト指令が制御装置３０からパワーシフトバルブ２０ａに出力され、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの斜板１７ｂの傾転角が小角度となる。そうすると、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクが待機トルクとなって油圧ポンプ１７Ｌ，１７ＲからエンジンＥに作用する負荷を必要最小限にすることができる。このように、エンジンＥの負荷を必要最小限にするとステップＳ１が終了し、ステップＳ２に移行する。

ステップＳ２である第１エンジン回転数判定工程では、制御実行判定部３３がエンジンＥの実回転数が制御開始回転数ｒ１未満か否かを判定する。詳細に説明すると、制御実行判定部３３は、制御開始回転数演算マップを用いることによってアクセルランク（より詳細には、アクセルダイヤルとパワーモードにより決定される待機時のエンジン回転数）とパワーモードとに基づいて制御開始回転数ｒ１を設定し、エンジンＥの実回転数が前記制御開始回転数ｒ１未満か否かを判定する。実回転数が制御開始回転数ｒ１以上（即ち、エンジンＥの負荷が制御開始閾値未満）であると制御実行判定部３３が判定した場合（図５の時刻ｔ０〜時刻ｔ１参照）、ステップＳ１に戻って待機電流に応じたパワーシフト指令を制御装置３０からパワーシフトバルブ２０ａに出力し続ける。即ち、実回転数が制御開始回転数ｒ１未満になるまで（即ち、エンジンＥの負荷が制御開始閾値以上になるまで）油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを待機トルクに維持する。他方、実回転数が制御開始回転数ｒ１未満であると制御実行判定部３３が判定した場合（図５の時刻ｔ１〜時刻ｔ３参照）、ステップＳ３に移行する。

ステップＳ３である電流切替工程では、制御実行判定部３３の判定結果に基づいて電流指令値選択部３４が目標電流を第１電流指令値として選択し、第１電流指令値が待機電流から目標電流に切替えられる。第１電流指令値が待機電流から目標電流に切替えられると、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４である変化率制限工程では、変化率制限部３８によってパワーシフト指令値の変化率が上限変化率を超えないように制限する。即ち、変化率制限部３８は、第２電流指令値に基づいてパワーシフト指令値を算出する。なお、実回転数が基準回転数ｒ２以上である場合、低電流指令値がゼロであるので、第２電流指令値は、第１電流指令値に等しくなっている。その結果、変化率制限部３８は、第１電流指令値に基づいてパワーシフト指令値を算出する。このようにしてパワーシフト指令値を算出することで、パワーシフト指令値の変化率が制限され、パワーシフト指令値が緩やかに上昇するようになる（図５の時刻ｔ１〜ｔ２参照）。これにより、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクをランプ状に徐々に上昇させることができ、エンジンＥの負荷が急激に増大して実回転数が過度に落ち込むことを抑制することができる。また、油圧駆動システム１では、制御開始の判断を実回転数に基づいて行っている。それ故、機械的な可動機構をもつ圧力センサ、例えば圧力スイッチのように動作回数に制限を有する構成を油圧駆動システム１において低減することができるので、油圧駆動システム１の信頼性の向上させることができる。また、圧力センサを省くことで部品点数を低減し、油圧駆動システム１の製造コストを低減することができる。このようにパワーシフト指令値をその変化率を制限しながら上昇させ、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５であるＥＳＳ制御工程では、実回転数が基準回転数ｒ２未満になった場合にＥＳＳ制御部３６がＥＳＳ制御を行うようになっている。ＥＳＳ制御は、エンジンスピードセンシング制御のことであり、実回転数が基準回転数ｒ２未満になった場合に実回転数と設定回転数との差である回転数差に基づいてＰＩＤ制御によって油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを減少させる制御である。

本実施形態において、ＥＳＳ制御部３６は、実回転数が基準回転数ｒ２未満であると判断すると、実回転数と設定回転数との差である回転数差に基づいて低減電流指令値を演算する。電流指令減算部３７は、電流指令値選択部３４で設定された第１電流指令値から前記低減電流指令値を減算し、第２電流指令値を演算する。変化率制限部３８は、算出された第２電流指令値に基づいてパワーシフト指令値を算出し、パワーシフト指令値に応じたパワーシフト指令をパワーシフトバルブ２０ａに出力する。このようなＥＳＳ制御を行うことによって、実回転数が基準回転数ｒ２以下になった際に、実回転数の落ち込みに応じて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを徐々に減少させることができる（図６のパワーシフト指令値のグラフの基準回転数ｒ２より左側を参照）。これにより、パワーシフト指令値の変化率を抑制してもなおエンジンＥの実回転数が落ち込む場合において更に落ち込むことを防ぐことができる。ＥＳＳ制御が実行された後、実回転数が基準回転数ｒ２以上であるとＥＳＳ制御部３６が判断するとＥＳＳ制御が終了し、ステップＳ６に移行する。

他方、実回転数が基準回転数ｒ２以上であるとＥＳＳ制御部３６が判断した場合、ＥＳＳ制御部３６は、低減電流指令値をゼロにし、ＥＳＳ制御を実行しないようにする。なお、図５に示すグラフでは、ＥＳＳ制御が実行されず、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを所望のトルクまで素早く上昇させることができている。このようにＥＳＳ制御が実行されない場合もまた、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６である目標電流到達判定工程では、パワーシフト指令値が目標電流に到達しているか否かを変化率制限部３８が判定する。即ち、制御装置３０によって、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクが目標指令トルクに到達しているか否かを判定する。パワーシフト指令値が目標電流に到達していない（即ち、ポンプトルクが目標指令トルクに到達していない）と変化率制限部３８が判定すると、ステップＳ４に戻り、制御装置３０はパワーシフト指令値を上昇させる。他方、パワーシフト指令値が目標電流に到達している（即ち、ポンプトルクが目標指令トルクに到達している）と変化率制限部３８が判定すると、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７である第２エンジン回転数判定工程では、エンジンＥの実回転数が制御終了回転数ｒ３未満か否かを制御実行判定部３３が判定する。実回転数が制御終了回転数ｒ３未満である（即ち、エンジンＥの負荷が制御終了閾値以上になる）と制御実行判定部３３が判定した場合（図５の時刻ｔ２〜時刻ｔ３参照）、電流指令値選択部３４が目標電流を第１電流指令値として選択し続け、ステップＳ５に戻る。他方、実回転数が制御終了回転数ｒ３以上である（即ち、エンジンＥの負荷が制御終了閾値未満である）と制御実行判定部３３が判定した場合、ステップＳ１に戻り、制御実行判定部３３によって第１電流指令値が目標電流から待機電流へと切替えられる。これにより、パワーシフト指令値が待機電流まで下げられ、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクが必要最小限まで下げられる（図５の時刻ｔ３参照）。

このように構成されている油圧駆動システム１は、前述の通り、エンジンＥの負荷が急激に増大して実回転数が過度に落ち込むことを抑制することができ、その結果、過渡の過大な燃料噴射を抑制できる。また、油圧駆動システム１の信頼性を向上させることができる。

また、油圧駆動システム１では、エンジンＥの負荷の変動をエンジンＥの実回転数の変動により間接的に検出することができ、検出された実回転数に基づいてポンプトルクを制御することができる。従って、エンジンＥに取付けられている回転数センサ２２によってポンプトルクの制御を実現することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態の油圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の油圧駆動システム１と構成が類似している。以下では、油圧ポンプ駆動システム１Ａについて、第１実施形態の油圧ポンプ駆動システム１の構成と異なる構成についてだけ説明し、同一の構成については説明を省略する。第３実施形態の油圧駆動システム１Ｂ及び第４実施形態の油圧駆動システム１Ｃについても同様である。

第２実施形態の油圧駆動システム１Ａでは、制御装置３０Ａが変化率制限部３８Ａを有している。変化率制限部３８Ａは、第１電流指令値に応じて上限変化率を変えることができるようになっている。具体的に説明すると、変化率制限部３８Ａは、第１電流指令値が予め定められている電流閾値未満（即ち、変更条件を充足している）か否かを判定する。第１電流指令値が電流閾値未満である（即ち、変更条件を充足している）と変化率制限部３８Ａが判定すると、変化率制限部３８Ａは、パワーシフト指令値の変化率が予め定められた第１上限変化率を超えないようにパワーシフト指令値を制限するようになっている。本実施形態では、パワーシフト指令値の変化率が変化率制限部３８と同様の方法で演算するが、変化率制限部３８，３８Ａがパワーシフト指令値の変化率を前述する方法と異なる方法で演算してもよい。他方、第１電流指令値が電流閾値以上である（即ち、変更条件を充足しない）と変化率制限部３８Ａが判定すると、変化率制限部３８Ａは、パワーシフト指令値の変化率が予め定められた第２上限変化率を超えないようにパワーシフト指令値を制限するようになっている。また、第１上限変化率と第２上限変化率は、エンジンの特性に合わせて予め設定され、第１上限変化率＞第２上限変化率あるいは第１上限変化率＜第２上限変化率のどちらにも設定可能となっている。

このように変化率制限部３８Ａは、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを上昇させる際に第１電流指令値が電流閾値以上であるという変更条件を充足すると、パワーシフト指令値の上限変化率を変更できるようになっている。なお、変更条件は、必ずしも第１電流指令値である必要はなく、制御時間に応じて変えるようにしてもよい。

このように構成されている油圧駆動システム１Ａは、ステップＳ４の変化率制限工程における制御を除いて、第１実施形態の油圧駆動システム１のエンジン負荷抑制処理と類似する手順でポンプトルクを抑制するようになっている。以下では、油圧駆動システム１Ａのエンジン負荷抑制処理のステップＳ４の詳細についてだけ説明する。油圧駆動システム１Ａは、ステップＳ４である変化率制限工程において図７に示す変化率制限処理を制御装置３０Ａが実行するようになっている。以下では、変化率制限処理について、図７及び図８を参照しながら説明する。なお、図８には、上から順にエンジンＥの回転数、出力トルク、パワーシフト指令値の変化を示すグラフが示されており、縦軸に各種値が示され、横軸に回転数が示されている。

油圧駆動システム１Ａでは、ステップＳ４に移行すると、変化率制限処理が実行されてステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１である電流閾値判定工程では、第１電流指令値が電流閾値未満か否かを変化率制限部３８Ａが判定する。第１電流指令値が電流閾値未満であると変化率制限部３８Ａが判定すると、ステップＳ１２に移行し、第１電流指令値が電流閾値以上であると変化率制限部３８Ａが判定すると、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１２である第１変化率制限工程では、変化率制限部３８Ａがパワーシフト指令値を演算し、またパワーシフト指令値の変化率が第１上限変化率を超えないように変化率制限部３８Ａによってパワーシフト指令値が制限される（図８の時刻ｔ１〜ｔ１１参照）。変化率制限部３８Ａは、パワーシフト指令値を演算すると、演算されたパワーシフト指令値に応じたパワーシフト指令をパワーシフトバルブ２０ａに出力し、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクをランプ状に徐々に上昇させる。パワーシフト指令値を演算すると、変化率制限処理を終了してステップＳ５に移行する。

ステップＳ１３である第２変化率制限工程では、変化率制限部３８Ａがパワーシフト指令値を演算し、またパワーシフト指令値の変化率が第２上限変化率を超えないように変化率制限部３８Ａによってパワーシフト指令が制限される（図８の時刻ｔ１１〜ｔ２参照）。変化率制限部３８Ａは、パワーシフト指令値を演算すると、演算されたパワーシフト指令値に応じたパワーシフト指令をパワーシフトバルブ２０ａに出力する。これにより、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを素早く上昇させることができる。パワーシフト指令を出力すると、ステップＳ５に移行する。

油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒは、ポンプトルクの上昇を開始した直後の低トルク状態において応答速度が遅く、ポンプトルクが高くなるにつれて応答速度が速くなるようになっている。このように構成されている油圧駆動システム１Ａでは、応答速度が遅いときに上限変化率を下げることによって燃焼状態を良好にして燃費を向上させることができる。また、油圧駆動システム１Ａでは、応答速度が高いときに上限変化率を上げることによってパワーシフト指令値を目標電流に到達させるために必要な時間、即ちポンプトルクを目標トルクに到達させるために必要な時間を短くすることができる。これにより、操作具に対する油圧アクチュエータ１１〜１５の応答性を向上させることができる。

その他、油圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の油圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
油圧駆動システム１Ｂでは、図９に示すように制御装置３０Ｂが上限値制限部３９を更に有している。上限値制限部３９は、エンジンＥの実回転数に基づいて決定されるトルク上限値を油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクが超えないように第１電流指令値を制限するようになっている。本実施形態において、上限値制限部３９は、エンジンＥの実回転数に基づいて電流上限値を設定し、第１電流指令値が電流上限値を超えないように制限するようになっている。

更に詳細に説明すると、上限値制限部３９は、エンジンＥの実回転数と電流上限値とが対応付けられている複数の上限値マップを有しており、各上限値マップは、アクセルランク(又は設定回転数)及びパワーモードに応じて夫々対応付けられている。なお、上限値マップは、実回転数の上昇と共に電流上限値を下げ、実回転数の下降と共に電流上限値が上がるように設定されている。上限値制限部３９は、アクセルランク(又は設定回転数)及びパワーモードに応じて用いる上限値マップを決定し、決定された上限値マップを用いて実回転数から電流上限値を算出する。更に、上限値制限部３９は、算出した電流上限値以下に第１電流指令値を制限する。このようにして電流上限値以下に制限された第１電流指令値は、ＥＳＳ制御部３６で演算された低減電流指令値と共に電流指令減算部３７で用いられる。

このように構成されている油圧駆動システム１Ｂのエンジン負荷抑制制御には、図１０に示すようにステップＳ８であるトルク制限工程が含まれている。ステップＳ８のトルク制限工程には、ステップＳ３から移行するようになっている。ステップＳ８では、まず上限値制限部３９がアクセルランク(又は設定回転数)及びパワーモードに基づいて上限値マップを決定し、決定した上限値マップを用いて実回転数から電流上限値を算出する。算出した後、上限値制限部３９は、第１電流指令値と電流上限値とを比較し、第１電流指令値が電流上限値未満である場合に第１電流指令値を制限せず、第１電流指令値が電流上限値以上である場合に第１電流指令値を電流上限値以下に制限しながら増加又は減少させる。このようにして第１電流指令値を電流上限値以下に制限すると、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、変化率制限部３８は、上限値制限部３９で制限された第１電流指令値に応じたパワーシフト指令をパワーシフトバルブ２０ａに出力し（図１１のパワーシフト指令値のグラフの基準回転数ｒ２〜制御開始回転数ｒ１の間参照）、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの斜板１７ｂの傾転角を前記パワーシフト指令値に応じた角度に調整する。これにより、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを抑えることができる。なお、ステップＳ７では、実回転数が制御終了回転数ｒ３未満であると制御実行判定部３３が判定した場合、ステップＳ８に移行する。

このように構成されている油圧駆動システム１Ｂでは、エンジンＥの負荷が小さくなって実回転数が設定回転数に向かって復帰していくにつれて上限値制限部３９が電流上限値を減少させる、即ちトルク上限値を減少させるようになっている。そのため、実回転数が設定回転数に復帰していくにつれて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを小さくすることができる。また、実回転数が制御終了回転数ｒ３未満である場合にステップＳ７からステップＳ８に戻るようになっており、ステップＳ８において実回転数が設定回転数に応じてトルク上限値を変化させているので、回転数が復帰している途中に操作具が操作されてエンジンＥの負荷が急に大きくなって実回転数が低下しても、ポンプトルクを低トルクから目標指令トルクへと徐々に上昇させることができる。これにより、エンジンＥの実回転数の過度な落ち込みを更に抑制することができ、その結果、過渡の過大な燃料噴射を抑制できる。

その他、油圧駆動システム１Ｂは、第１実施形態の油圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。

［第４実施形態］
図１に示す油圧駆動システム１Ｃの傾転角調整装置２０は、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクに応じて傾転角を調整する馬力制御機能を有している。詳細に説明すると、傾転角調整装置２０では、図２に示すようにサーボ機構２０ｂに油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒから吐出されるポンプ圧が導かれるようになっており、サーボ機構２０ｂは、このポンプ圧に応じて斜板１７ｂの傾転角を調整することができるようになっている。

また、油圧駆動システム１Ｃは、図１に示すように油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧を夫々検出する第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２を備えており、第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２は、エンジンＥの負荷を検出するための負荷センサであり、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧に応じた信号を出力するようになっている。また、第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２は、制御装置３０Ｃに電気的に接続されており、制御装置３０Ｃは、第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２からの信号に基づいて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧を演算するようになっている。

また、制御装置３０Ｃは、図１２に示すように制御実行判定部３３Ｃを有しており、制御実行判定部３３Ｃは、エンジンＥの実回転数に代えて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧を用い、前記ポンプ圧が閾値未満か否かを判定するようになっている。具体的に説明すると、制御実行判定部３３Ｃは、制御開始ポンプ圧演算マップを有しており、制御開始ポンプ圧演算マップでは、ポンプ圧の平均値と制御開始ポンプ圧Ｐ１とが対応付けられている。制御実行判定部３３Ｃは、ポンプ圧の平均値に基づいて制御開始ポンプ圧演算マップから制御開始ポンプ圧Ｐ１を設定するようになっている。また、制御実行判定部３３Ｃは、負荷センサである第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２からの信号に基づいて各油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧を演算し、２つのポンプ圧からそれらの平均値を算出する。制御実行判定部３３Ｃは、算出されたポンプ圧の平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１以上か否かを判定する。エンジンＥの負荷は、判定対象となっているポンプ圧の平均値が上昇すると大きくなり、ポンプ圧の平均値が下降すると小さくなる。制御実行判定部３３は、ポンプ圧の平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１以上であるか否か判定することによってエンジンＥの負荷が予め定められた制御開始閾値以上であるか否かを判定している。つまり、制御実行判定部３３は、ポンプ圧の平均値に基づいてエンジンＥの負荷が制御開始ポンプ圧Ｐ１に対応する制御開始閾値以上であるか否かを判定している。

また、制御実行判定部３３Ｃは、制御終了ポンプ圧演算マップを有しており、制御終了ポンプ圧演算マップでは、ポンプ圧の平均値と制御終了ポンプ圧Ｐ３（制御終了閾値）とが対応付けられている。制御実行判定部３３Ｃは、ポンプ圧の平均値に基づいて制御終了ポンプ圧演算マップから制御終了ポンプ圧Ｐ３を設定する。また、制御実行判定部３３Ｃは、第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２からの信号に基づいて各油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧を演算し、２つのポンプ圧からそれらの平均値を算出する。更に、制御実行判定部３３Ｃは、算出されたポンプ圧の平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３以上か否かを判定する。ポンプ圧の平均値とエンジンＥの負荷との間には、前述のような関係があるので、制御実行判定部３３は、ポンプ圧の平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３以上か否かを判定することによってエンジンＥの負荷が制御終了閾値以上であるか否かを判定している。つまり、制御実行判定部３３は、ポンプ圧に基づいてエンジンＥの負荷が制御終了ポンプ圧Ｐ３に対応する制御終了閾値以上であるか否かを判定している。

また、制御実行判定部３３での判定結果は、目標電流及び待機電流と共に電流指令値選択部３４で用いられ、電流指令値選択部３４は、判定結果に基づいて目標電流と待機電流のうち何れか一方の電流を第１電流指令値として選択するようになっている。

更に、制御装置３０Ｃは、上限値制限部３９Ｃを更に有している。上限値制限部３９Ｃは、ポンプ圧の平均値に基づいて決定されるトルク上限値を超えないように油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを制限するようになっている。本実施形態において、上限値制限部３９Ｃは、２つのポンプ圧の平均値に基づいて電流上限値を設定し、パワーシフト指令値が電流上限値を超えないように制限するようになっている。

更に詳細に説明すると、上限値制限部３９Ｃは、ポンプ圧の平均値と電流上限値とが対応付けられている上限値マップを有している。なお、上限値マップでは、ポンプ圧の平均値が低下している非馬力制御状態において、ポンプ圧の平均値に応じて電流上限値が設定されている。具体的には、ポンプ圧の平均値が上昇するにつれて電流上限値を高くなるように上限値マップが設定されている。非馬力制御状態とは、ネガティブコントロールシステムの場合、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの各ポンプ圧が小さく、パワーシフト圧ｐ_１で決まる傾転角より、ネガコン圧で決まる傾転角小さいためにサーボ機構２０ｂがネガコン圧に応じて斜板１７ｂの傾転角が制御されている状態である。また、電気ポジティブコントロールシステムの場合における非馬力制御状態とは、目標のポンプ馬力制限値よりもリモコン弁のパイロット圧で決まる流量指令値の方が小さい状態である。上限値マップは、このような非馬力制御状態において、トルク上限値を下げ過ぎないことによって、斜板１７ｂの傾転角がパワーシフト圧ｐ_１で決まることにならないようにポンプ圧の平均値とトルク上限値（具体的には、電流上限値）が対応付けられており、上限値制限部３９Ｃは、ポンプ圧の平均値に基づいて上限値マップから電流上限値を算出する。更に、上限値制限部３９Ｃは、算出した電流上限値以下に第１電流指令値を制限する。このようにして電流上限値以下に制限された第１電流指令値は、ＥＳＳ制御部３６で演算された低減電流指令値と共に電流指令減算部３７で用いられる。

このように構成されている油圧駆動システム１Ｃのエンジン負荷抑制制御には、図１３に示すようにステップＳ９である第１ポンプ圧判定工程、及びステップＳ１０である第２ポンプ圧判定工程、ステップＳ１１である第３ポンプ圧判定工程を有している。ステップＳ９の第１ポンプ圧判定工程には、ステップＳ１から移行するようになっており、ステップＳ９では、制御実行判定部３３Ｃがポンプ圧の平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１以上か否かを判定する。詳細に説明すると、制御実行判定部３３Ｃは、ポンプ圧の平均値に基づいて制御開始ポンプ圧演算マップから制御開始ポンプ圧Ｐ１を設定し、ポンプ圧の平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１以上か否かを判定する。平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１未満であると制御実行判定部３３Ｃが判定した場合、ステップＳ１に戻って待機電流に応じたパワーシフト指令を制御装置３０からパワーシフトバルブ２０ａに出力し続ける。即ち、ポンプ圧の平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１以上になるまで油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを待機トルクに維持する。他方、ポンプ圧の平均値が制御開始ポンプ圧Ｐ１以上であると制御実行判定部３３Ｃが判定した場合にステップＳ３に移行し、ステップＳ３で電流切替工程が実行される。

ステップＳ１０である第２ポンプ圧判定工程には、ステップＳ６においてパワーシフト指令値が目標電流に到達していると変化率制限部３８が判定した場合に移行する。ステップＳ１０では、制御実行判定部３３Ｃがポンプ圧の平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３以上か否かを判定する。平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３以上であると制御実行判定部３３Ｃが判定した場合、電流指令値選択部３４が目標電流を第１電流指令値として選択し続け、ステップＳ８に戻る。他方、ポンプ圧の平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３未満であるとステップＳ１に戻り、制御実行判定部３３によって第１電流指令値が目標電流から待機電流へと切替えられる。これにより、パワーシフト指令値が待機電流まで下げられ、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクが必要最小限トルクまで下げられる。

また、ステップＳ８であるトルク制限工程では、まず上限値制限部３９Ｃがポンプ平均圧力に基づいて上限値マップから電流上限値を算出する。算出した後、上限値制限部３９Ｃは、第１電流指令値と電流上限値とを比較し、第１電流指令値が電流上限値未満である場合にパワーシフト指令値を制限せず、第１電流指令値が電流上限値以上である場合にパワーシフト指令値を電流上限値以下に制限しながら増加又は減少させる。このようにして第１電流指令値を電流上限値以下に制限しながら増加又は減少させると、ステップＳ４に移行し、ステップＳ４で変化率制限工程が実行される。ステップＳ４では、変化率制限部３８が上限値制限部３９で制限された第１電流指令値に応じたパワーシフト指令をパワーシフトバルブ２０ａに出力し（図１４のポンプトルクのグラフ参照）、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの斜板１７ｂの傾転角を前記パワーシフト指令値に応じた角度に調整する。これにより、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを抑えることができる。

また、ステップＳ５であるＥＳＳ制御工程では、ＥＳＳ制御の実行の有無を回転数センサ２２からの信号に基づいて演算される実回転数が基準回転数ｒ２未満か否かで判断している。ここで、基準回転数ｒ２は、ポンプ圧の平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３以上となる、即ちエンジンの負荷が制御開始閾値より大きい状態となる実回転数に設定されており、第１乃至第３実施形態の基準回転数ｒ２と同じように設定されている。これにより、エンジンＥの負荷より更に大きな負荷がエンジンＥにかかってエンジンＥの実回転数が基準回転数ｒ２未満になったときにＥＳＳ制御が実行される。これにより、エンジンＥの負荷が大きくなって実回転数が基準回転数ｒ２未満になった際に、実回転数の落ち込みに応じて油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを徐々に減少させることができる（図１５のエンジン回転数ｒ２未満を参照）。

このように構成されている油圧駆動システム１Ｃでは、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒの負荷が小さくなって油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧が低下するにつれて上限値制限部３９が電流上限値を減少させる、即ちトルク上限値を減少させるようになっている。また、ポンプ圧の平均値が制御終了ポンプ圧Ｐ３以上である場合にステップＳ１０からステップＳ８に戻るようになっている。それ故、ポンプ圧が低下している途中に操作具が操作されて、油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧が急に立ち上がって再びエンジンＥの負荷が大きくなる事態になっても、ポンプトルクを低トルクから目標指令トルクへと徐々に上昇させることができる。これにより、エンジンＥの実回転数の過度な落ち込みを更に抑制することができる。

また、油圧駆動システム１Ｃでは、第１及び第２ポンプ圧センサ５１，５２によってエンジンＥの負荷の変動を油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧の変動により間接的に検出することができる。即ち、油圧駆動システム１Ｃでは、検出されたポンプ圧に基づいてポンプトルクを制御することができ、ポンプ負荷の変動が早く表れるポンプ圧に基づいて制御を行われている。それ故、エンジンＥの負荷変動に対する応答性を向上させることができ、よりエンジンＥへの急激な負荷増大を抑制することができことで過渡の過大な燃料噴射を抑制できる。

本実施形態では、エンジン負荷抑制処理において油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧の平均値を用いたが、必ずしも平均値である必要はない。特に、２つの油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプトルクを個別に制御できるシステムの場合、各油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒのポンプ圧に応じて各々のポンプトルク上限値を制限するようになっていてもよい。

その他、油圧駆動システム１Ｃは、第１実施形態の油圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。

［その他の実施形態］
本実施形態の油圧ポンプ駆動システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいて、変化率制限部３８によってパワーシフト指令値がランプ状に上昇するようになっているが、必ずしもランプ状である必要はなく曲線的又は一次遅れで上昇させるようにしてもよい。また、本実施形態の油圧ポンプ駆動システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、２つ油圧ポンプ１７Ｌ，１７Ｒによって油圧アクチュエータ１１〜１５を駆動しているが、油圧ポンプは１つであってもよい。また、設定回転数を設定するための入力手段は、必ずしもアクセルダイヤルである必要ななく、アクセルペダルやアクセルレバーであってもよい。

また、本実施形態の油圧ポンプ駆動システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、油圧ネガコンシステムが採用されている例について説明しているが、ポンプトルクを電気的に演算する電気ポジコンシステムを採用してもよい。

第４実施形態の油圧駆動システム１Ｃでは、制御装置３０Ｃが上限値制限部３９Ｃを備えているけれども、必ずしも上限値制限部３９Ｃを備えている必要はない。

また、油圧ポンプ駆動システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃが実装される建設機械は、油圧ショベルに限定されず、クレーンやドーザ等の他の建設機械であってもよく、油圧アクチュエータを備えている建設機械であればよい。また、油圧ポンプ駆動システム１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃでは、液圧ポンプの例として油圧ポンプを挙げたが、液圧ポンプは、油圧ポンプに限定されず水等の液体を吐出するポンプであればよい。

Ｅ エンジン
１，１Ａ，１Ｂ 油圧駆動システム
１７Ｌ，１７Ｒ 油圧ポンプ（液圧ポンプ）
２０ 傾転角調整装置（可変容量機構）
２１ エンジン回転数制御機器
２２ 回転数センサ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ 制御装置
３１ 目標電流演算部
３２ 待機電流設定部
３３，３３Ｃ 制御実行判定部
３４ 電流指令値選択部
３８，３８Ａ，３８Ｂ 変化率制限部
３９，３９Ｃ 上限値制限部
５１ 第１ポンプ圧センサ
５２ 第２ポンプ圧センサ

Claims (8)

1. 予め設定される設定回転数で回転駆動するように回転数制御機器によって動きが制御されているエンジンと、
   前記エンジンによって回転駆動されて圧液を吐出する可変容量型の液圧ポンプと、
   前記液圧ポンプの吐出容量を変更して前記液圧ポンプのポンプトルクを調整する可変容量機構と
   前記エンジンの負荷を検出するための負荷センサと、
   前記液圧ポンプのポンプトルクが予め設定される目標指令トルクとなるように前記液圧ポンプの吐出容量を変更すべく前記可変容量機構の動きを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記負荷センサで検出される検出結果に基づいて前記エンジンの負荷が制御開始閾値以上であるか否かを判定し、前記エンジンの負荷が予め定められた制御開始閾値以上になると前記可変容量機構の動きを制御することによって前記目標指令トルクより小さい待機トルクから前記目標指令トルクまで予め定められた上限変化率以下の変化率で前記液圧ポンプのポンプトルクを上昇させるようになっている、液圧駆動システム。
2. 前記液圧ポンプは、その傾転角を調整することによって吐出容量を変更するようになっており、
   前記可変容量機構は、前記液圧ポンプの前記傾転角を切替えるサーボ機構と、入力されるパワーシフト指令に基づいて前記サーボ機構を調整する制御バルブとを有し、
   前記制御装置は、目標電流演算部と、待機電流演算部と、電流指令値選択部と、制御実行判定部と、変化率制限部とを有し、
   前記目標電流演算部は、前記液圧ポンプのポンプトルクを前記目標指令トルクにするために前記制御バルブに入力すべき電流指令値である目標電流を演算し、
   前記待機電流演算部は、前記液圧ポンプのポンプトルクを前記待機トルクにするために前記制御バルブに入力すべき前記電流指令値である待機電流を演算し、
   前記電流指令値選択部は、前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値未満であると前記制御実行判定部が判定すると前記待機電流演算部で演算される待機電流を前記電流指令値として選択し、また前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値以上であると前記制御実行判定部が判定すると前記目標電流演算部で演算される目標電流を前記電流指令値として選択し、
   前記変化率制限部は、前記電流指令を前記上限変化率以下の変化率に制限したパワーシフト指令値を演算し、前記パワーシフト指令値に応じたパワーシフト指令を前記制御バルブに出力するようになっている、請求項１に記載の液圧駆動システム。
3. 前記制御装置は、前記待機トルクから前記目標指令トルクまで前記液圧ポンプのポンプトルクを上昇させる際に予め定められた変更条件を充足すると、前記上限変化率を変更できるようになっている、請求項１又は２に記載の液圧駆動システム。
4. 前記制御装置は、前記負荷センサで検出される検出結果に応じたトルク上限値を設定し、前記待機トルクと前記目標指令トルクとの間で前記液圧ポンプのポンプトルクを変化させる際に前記液圧ポンプのポンプトルクを前記トルク上限値以下に制限するようになっている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の液圧駆動システム。
5. 前記負荷センサは、前記エンジンの実回転数を検出するための回転数センサを含み、
   前記制御実行判定部は、前記回転数センサで検出された前記実回転数に基づいて前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値以上であるか否かを判定する、請求項１乃至４の何れか１つに記載の液圧駆動システム。
6. 前記制御装置は、前記回転数センサで検出された前記実回転数が前記制御開始閾値に対応する制御開始回転数より小さい基準回転数未満に前記実回転数がなると、前記実回転数と前記設定回転数との回転数差に基づいて前記液圧ポンプのポンプトルクを減少させるようになっている、請求項５に記載の液圧駆動システム。
7. 前記負荷センサは、前記液圧ポンプの吐出圧であるポンプ圧を検出するためのポンプ圧センサを含み、
   前記制御実行判定部は、前記ポンプ圧センサで検出された前記ポンプ圧に基づいて前記エンジンの負荷が前記制御開始閾値以上であるか否かを判定する、請求項１乃至４の何れか１つに記載の液圧駆動システム。
8. 前記負荷センサは、前記エンジンの実回転数を検出するための回転数センサを含み、
   前記制御装置は、前記回転数センサで検出された前記実回転数が基準回転数未満になると、前記実回転数と前記設定回転数との回転数差に基づいて前記液圧ポンプのポンプトルクを減少させるようになっており、
   前記基準回転数は、前記制御開始閾値より前記エンジンの負荷が大きい状態における前記エンジンの回転数に設定されている、請求項７に記載の液圧駆動システム。